DE102014107409A1

DE102014107409A1 - Surge arresters

Info

Publication number: DE102014107409A1
Application number: DE102014107409.2A
Authority: DE
Inventors: Rainer Durth; Jan-Erik Schmutz
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2014-05-26
Filing date: 2014-05-26
Publication date: 2015-11-26
Also published as: US20170187169A1; WO2015181158A1; CN106415955B; EP3149814B1; CN106415955A; EP3149814A1; US10411439B2

Abstract

Beschrieben und dargestellt ist ein Überspannungsableiter zum Einsatz in der Stromversorgung von Niederspannungsnetzen, mit einem Gehäuse (2), mit zwei einander axial gegenüberliegenden Elektroden (3, 4), mit einer im Inneren des Gehäuses (2) ausgebildeten Lichtbogenbrennkammer (5) und mit einer Zündhilfe, wobei zwischen den beiden Elektroden (3, 4) eine Funkenstrecke ausgebildet ist, so dass beim Zünden der Funkenstrecke zwischen den beiden Elektroden (3, 4) ein Lichtbogen (6) entsteht, und wobei der axiale Abstand a zwischen den Stirnseiten (3a, 4a) der beiden Elektroden (3, 4) so groß gewählt ist, dass die Lichtbogenspannung UL größer als die erwartete Netzspannung UN ist. Bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsableiter ist der Energieumsatz innerhalb des Überspannungsableiters dadurch verringert, dass die Lichtbogenbrennkammer (5) einen inneren Bereich (7) und mindestens ein Expansionsbereich (8) aufweist, in den sich der Lichtbogen (6) nach dem Zünden ausbreiten kann, wobei der innere Bereich (7) zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Elektroden (3, 4) angeordnet ist und von den Stirnseiten (3a, 4a) der beiden Elektroden (3, 4) axial begrenzt ist, und wobei der mindestens eine Expansionsbereich (8) an eine Längsseite des inneren Bereichs (7) angrenzt und zumindest zwei Seitenwände (9, 10) des Expansionsbereichs (8) zumindest teilweise aus isolierendem Material (11) bestehen.Described and illustrated is a surge arrester for use in the supply of low voltage networks, comprising a housing (2), with two axially opposite electrodes (3, 4), with an inside of the housing (2) formed arc combustion chamber (5) and with a Ignition aid, wherein between the two electrodes (3, 4) a spark gap is formed, so that when igniting the spark gap between the two electrodes (3, 4) an arc (6) is formed, and wherein the axial distance a between the end faces (3a , 4a) of the two electrodes (3, 4) is chosen so large that the arc voltage UL is greater than the expected mains voltage UN. In the surge arrester according to the invention, the energy expenditure within the surge arrester is reduced by the fact that the arc combustion chamber (5) has an inner region (7) and at least one expansion region (8) into which the arc (6) can propagate after ignition, wherein the inner region (7) between the two opposing electrodes (3, 4) is arranged and of the end faces (3a, 4a) of the two electrodes (3, 4) is axially delimited, and wherein the at least one expansion region (8) to a Longitudinal side of the inner region (7) adjacent and at least two side walls (9, 10) of the expansion region (8) at least partially made of insulating material (11).

Description

Die Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter zum Einsatz in der Stromversorgung von Niederspannungsnetzen, mit einem Gehäuse, mit zwei einander axial gegenüberliegenden Elektroden, mit einer im Inneren des Gehäuses ausgebildeten Lichtbogenbrennkammer und mit einer Zündhilfe, wobei zwischen den beiden Elektroden eine Funkenstrecke ausgebildet ist, so dass beim Zünden der Funkenstrecke zwischen den beiden Elektroden ein Lichtbogen entsteht, und wobei der axiale Abstand zwischen den Stirnseiten der beiden Elektroden so groß gewählt ist, dass die Lichtbogenspannung U_L größer als die erwartete Netzspannung U_N ist. The invention relates to a surge arrester for use in the supply of low voltage networks, with a housing, with two axially opposite electrodes, with an arc formed inside the housing arc combustion chamber and with a starting aid, wherein between the two electrodes, a spark gap is formed, so that at Igniting the spark gap between the two electrodes an arc is formed, and wherein the axial distance between the end faces of the two electrodes is chosen so large that the arc voltage U _{L is} greater than the expected mains voltage U _N.

Wenn Überspannungen auftreten, die oberhalb der oberen Toleranzgrenze der jeweiligen Nennspannung liegen, müssen die betroffenen Geräte, Anlagen und Leitungen in möglichst kurzer Zeit mit dem Potentialausgleich kurzgeschlossen werden. Dafür werden je nach Einsatzort (Schutzzone) und Art der zu schützenden Geräte und Anlagen unterschiedliche Bauelemente verwendet. Die einzelnen Bauelemente unterscheiden sich dabei im Wesentlichen durch ihr Ansprechverhalten und ihr Ableitvermögen. If overvoltages occur that are above the upper tolerance limit of the respective rated voltage, the affected devices, systems and lines must be short-circuited with the equipotential bonding in the shortest possible time. Depending on the place of use (protection zone) and the type of equipment and systems to be protected, different components are used. The individual components differ essentially by their response and their Ableitvermögen.

In Niederspannungsnetzen werden zum Schutz vor Überspannungen häufig Überspannungsableiter auf Basis von Funkenstrecken eingesetzt, d. h. Überspannungsableiter deren wesentlicher Bestandteil eine Funkenstrecke ist, die bei einer bestimmten Überspannung anspricht, wobei beim Zünden der Funkenstrecke zwischen den beiden Elektroden ein Lichtbogen entsteht. Da Überspannungsableiter mit Funkenstrecken auch zum Schutz vor Blitzeinschlag eingesetzt werden, können sehr hohe und steil ansteigende Ströme mit Werten bis in den dreistelligen kA-Bereich über die Funkenstrecke fließen. In low-voltage networks surge arresters based on spark gaps are often used to protect against overvoltages, d. H. Surge arresters whose essential component is a spark gap that responds at a certain overvoltage, wherein an arc arises when the spark gap between the two electrodes. Since surge arresters with spark gaps are also used to protect against lightning strikes, very high and steeply rising currents with values of up to the three-digit kA range can flow over the spark gap.

Überspannungsableiter mit einer Funkenstrecke als Ableiter haben zwar den Vorteil einer hohen Stoßstromtragfähigkeit, jedoch auch den Nachteil einer relativ hohen und auch nicht sonderlich konstanten Ansprechspannung. Daher werden zur Zündung von Funkenstrecken bereits seit langem unterschiedliche Arten von Zündhilfen verwendet, mit deren Hilfe die Ansprechspannung der Funkenstrecke bzw. des Überspannungsableiters verringert wird. Although surge arresters with a spark gap as arresters have the advantage of a high surge current carrying capacity, but also the disadvantage of a relatively high and not very constant response voltage. Therefore, different types of ignition aids have long been used for the ignition of spark gaps, with the help of the response voltage of the spark gap and the surge arrester is reduced.

Bei Überspannungsableitern der in Rede stehenden Art – mit oder ohne Verwendung einer Zündhilfe – entsteht beim Zünden der Funkenstrecke über den Lichtbogen eine niederimpedante Verbindung zwischen den beiden Elektroden, über die – gewollt – der abzuleitende hochenergetische transiente Stoßstrom fließt. Bei anliegender Netzspannung kann über diese niederimpedante Verbindung jedoch auch ein unerwünschter Netzfolgestrom fließen, was zur Zerstörung einer vorgeschalteten Sicherung führen kann. Dann ist das Gerät oder die Anlage zwar vor einer Zerstörung durch die Überspannung geschützt, die Verfügbarkeit des Geräts bzw. der Anlage ist jedoch so lange nicht gegeben, bis die zerstörte Sicherung ersetzt worden ist. In surge arresters of the type in question - with or without the use of a starting aid - arises when igniting the spark gap on the arc a niederimpedante connection between the two electrodes on the - intentionally - the high-energy transient surge current to be derived flows. When the mains voltage is applied, however, an undesired secondary line current can flow via this low-impedance connection, which can lead to the destruction of an upstream fuse. Although the device or the system is protected against destruction by the overvoltage, but the availability of the device or the system is not so long until the destroyed fuse has been replaced.

Daher besteht eine wichtige Anforderung an moderne Überspannungsableiter darin, den Lichtbogen nach abgeschlossenem Ableitvorgang möglichst schnell zu löschen, damit es auch zu einem Erlöschen bzw. Unterdrücken des Netzfolgestroms kommt. Hierzu wird in der Regel versucht, die Lichtbogenspannung, d.h. die Spannung, die zwischen den beiden Elektroden anstehen muss, damit der Lichtbogen weiter brennt, soweit zu erhöhen, dass ein auftretender Netzfolgestrom unterdrückt oder reduziert wird. Therefore, an important requirement for modern surge arresters is to extinguish the arc as quickly as possible after completion of the discharge process, so that the grid follower also goes out or is suppressed. For this purpose, it is usually attempted to control the arc voltage, i. the voltage that must be present between the two electrodes, so that the arc continues to burn, to increase so far that a occurring line follower current is suppressed or reduced.

Eine Möglichkeit zur Erhöhung der Lichtbogenspannung besteht darin, die Lichtbogenlänge nach dem Ansprechen der Funkenstrecke zu vergrößern. Eine andere Möglichkeit, die Lichtbogenspannung nach dem Ableitgang zu erhöhen, besteht in der Kühlung des Lichtbogens durch die Kühlwirkung von Isolierstoffwänden sowie die Verwendung von Gas abgebenden Isolierstoffen. Weitere bekannte Maßnahmen zur Erhöhung der Lichtbogenspannung sind die Lichtbogenvervielfachung, d.h. die Aufteilung des einen Lichtbogens in mehrere Lichtbögen durch die Anordnung von Löschblechen, sowie die Einengung des Lichtbogens in einen schmalen Spalt zwischen den beiden Elektroden. Darüber hinaus sind auch Kombinationen der zuvor beschriebenen Maßnahmen möglich. One way to increase the arc voltage is to increase the arc length after the response of the spark gap. Another way to increase the arc voltage after the discharge, consists in the cooling of the arc by the cooling effect of Isolierstoffwänden and the use of gas-releasing insulating materials. Other known measures to increase arc voltage are arc multiplication, i. the division of the one arc into several arcs by the arrangement of quenching plates, as well as the narrowing of the arc in a narrow gap between the two electrodes. In addition, combinations of the measures described above are possible.

Das Verfahren der Erhöhung der Lichtbogenspannung durch Kühlung des Lichtbogens beispielsweise mittels eines Gas abgebenden Isolierstoffs ist dabei relativ stark von der Höhe und der Dauer des abzuleitenden Stoßstromes abhängig. Sehr hohe Stoßströme führen zu einer starken Beblasung des Lichtbogens durch die Gas abgebenden Isolierstoffwände, so dass derartige hohe Stoßströme mit hohen Energieumsätzen in der Regel zu einer schnellen Unterdrückung von Netzfolgeströmen führen. Bei geringeren Stoßströmen kann dagegen die durch den Stoßstrom selber hervorgerufene Beblasung des Lichtbogens unter Umständen nicht zu einer ausreichenden Erhöhung der Lichtbogenspannung führen, so dass es erst verspätet zu einer Unterdrückung des Netzfolgestromes kommt. The method of increasing the arc voltage by cooling the arc, for example by means of a gas-releasing insulating material is relatively heavily dependent on the height and duration of the surge current to be derived. Very high surge currents lead to a strong blowing of the arc through the gas-releasing Isolierstoffwände, so that such high surge currents with high energy sales usually lead to a rapid suppression of Netzfolgeströmen. At lower surge currents, on the other hand, the blowing of the arc caused by the surge current itself may under certain circumstances not lead to a sufficient increase in the arc voltage, so that delay in the follow-on current only occurs belatedly.

Die zur Unterdrückung eines Netzfolgestromes gewollte Erhöhung der Lichtbogenspannung weist dabei unabhängig von dem realisierten Verfahren zur Erhöhung der Lichtbogenspannung den Nachteil auf, dass es aufgrund der erhöhten Lichtbogenspannung während des Ableitens des Stoßstromes zu einem erhöhten Energieumsatz innerhalb des Überspannungsableiters, insbesondere innerhalb der Lichtbogenbrennkammer des Überspannungsableiters kommt. Dies führt insbesondere bei weitgehend geschlossenen Überspannungsableitern, d.h. bei gekapselten, nicht ausblasenden Überspannungsableitern, zu Problemen, da die in Wärme umgesetzte Energie die Lichtbogenbrennkammer nur relativ langsam verlassen kann, so dass die die Lichtbogenbrennkammer umgebenden Materialien über eine relativ lange Zeit sehr hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Besonders gefährdet sind dabei die zur Beblasung und Kühlung des Lichtbogens verwendeten Isolierstoffe. Darüber hinaus müssen die Überspannungsableiter auch in der Lage sein, den beim Ableiten eines Stoßstromes auftretenden hohen Drücken Stand zu halten, was aufwendige Konstruktionen erfordert. The increase in the arc voltage intended for suppressing a line following current has the disadvantage, irrespective of the realized method for increasing the arc voltage, that due to the increased arc voltage during the dissipation of the arc voltage Surge current to an increased energy conversion within the surge arrester, in particular within the arc combustion chamber of the surge arrester comes. This leads in particular to largely closed surge arresters, ie in the case of encapsulated, non-discharging surge arresters, since the energy converted into heat can leave the arc combustion chamber only relatively slowly, so that the materials surrounding the arc combustion chamber are exposed to very high temperatures for a relatively long time , Particularly at risk are the insulating materials used for blowing and cooling the arc. In addition, the surge arresters must also be able to withstand the high pressures occurring in the discharge of a surge current stand, which requires expensive structures.

Aus der DE 103 38 835 A1 ist ein eingangs beschriebener Überspannungsableiter bekannt, bei dem das Auftreten eines Netzfolgestromes dadurch verhindert wird, dass der Abstand zwischen den beiden Elektroden so groß gewählt ist, dass die Lichtbogenspannung größer als die erwartete Netzspannung ist. Damit die Ansprechspannung dieses Überspannungsableiters durch den relativ großen Abstand der beiden Elektroden der Funkenstrecke nicht zu groß ist, ist eine Zündhilfe vorgesehen, durch die die gewünschte Ansprechspannung des Überspannungsableiters eingestellt werden kann. From the DE 103 38 835 A1 a surge arrester described at the beginning is known, in which the occurrence of a line follow current is prevented by the distance between the two electrodes being chosen so large that the arc voltage is greater than the expected mains voltage. Thus, the response of this surge arrester is not too large by the relatively large distance between the two electrodes of the spark gap, a starting aid is provided by the desired response voltage of the surge arrester can be adjusted.

Bei dem aus der DE 103 38 835 A1 bekannten Überspannungsableiter weist die zylindrische Lichtbogenbrennkammer einen relativ geringen Durchmesser auf, der dem Durchmesser der freien Stirnseiten der einander gegenüberliegenden Elektroden entspricht. Darüber hinaus ist die Lichtbogenbrennkammer nahezu vollständig von einem isolierenden Material umgeben, was sowohl zu einer Kühlung als auch zu einer Einengung des Lichtbogens führt. Beides führt – wie zuvor beschrieben – zu einer gewollten Erhöhung der Lichtbogenspannung und damit jedoch auch zu einem hohen Energieumsatz innerhalb der Lichtbogenbrennkammer. In the from the DE 103 38 835 A1 known surge, the cylindrical arc chamber has a relatively small diameter, which corresponds to the diameter of the free end faces of the opposing electrodes. In addition, the arc combustion chamber is almost completely surrounded by an insulating material, which leads to both cooling and a narrowing of the arc. Both leads - as described above - to a desired increase in the arc voltage and thus also to a high energy conversion within the arc combustion chamber.

Um die nach dem Zünden des Lichtbogens innerhalb der Lichtbogenbrennkammer entstehende Wärme abzuführen, sind bei dem bekannten Überspannungsableiter Kühlkanäle im Gehäuse ausgebildet, die mit der Lichtbogenbrennkammer verbunden sind. So können die in der Lichtbogenbrennkammer beim Ableitvorgang durch den Lichtbogen produzierten heißen, ionisierten Gase aus der Lichtbogenbrennkammer und schließlich auch aus dem Gehäuse abgeführt werden. Damit die aus dem Gehäuse ausströmenden Gase keine zu hohe Temperatur aufweisen, müssen die Kühlkanäle so ausgebildet sein, dass sie eine ausreichend lange Wegstrecke zur Verfügung stellen, die das Plasma im Gehäuse entlangströmt. Bei dem aus der DE 103 38 835 A1 bekannten Überspannungsableiter wird dies dadurch erreicht, dass das metallische Gehäuse zweiteilig ausgebildet ist und die beiden Gehäusehälften koaxial zueinander angeordnet sind. Zwischen den beiden Gehäuseteilen sind dabei schraubenförmige Kühlkanäle angeordnet, die zur Verschraubung der beiden Gehäuseteile miteinander dienen und durch die gleichzeitig auch das Plasma strömen kann. To dissipate the heat generated after the ignition of the arc within the arc combustion chamber, cooling channels are formed in the housing in the known surge arrester, which are connected to the arc combustion chamber. Thus, the hot, ionized gases produced in the arc combustion chamber during the discharge process by the arc can be removed from the arc combustion chamber and finally also from the housing. So that the gases flowing out of the housing do not have too high a temperature, the cooling channels must be designed such that they provide a sufficiently long path which the plasma flows along in the housing. In the from the DE 103 38 835 A1 This known surge arrester is achieved in that the metallic housing is formed in two parts and the two housing halves are arranged coaxially to each other. In this case, helical cooling channels are arranged between the two housing parts, which serve for screwing the two housing parts together and through which the plasma can flow at the same time.

Damit bei dem bekannten Überspannungsableiter die auftretenden hohen Drücke und Temperaturen beherrscht werden können, sind die konstruktiven Anforderungen an das Gehäuse und die die Lichtbogenbrennkammer umgebenden Materialien sehr hoch. Insbesondere muss zur Gewährleistung einer ausreichenden mechanischen Stabilität die Wandstärke der beiden Gehäuseteile relativ groß sein, was zu einem entsprechend vergrößerten Außendurchmesser des Gehäuses insgesamt führt. So that in the known surge arrester the occurring high pressures and temperatures can be controlled, the design requirements for the housing and the materials surrounding the arc combustion chamber are very high. In particular, to ensure sufficient mechanical stability, the wall thickness of the two housing parts must be relatively large, which leads to a correspondingly increased outer diameter of the housing as a whole.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen eingangs beschriebenen Überspannungsableiter derart weiterzuentwickeln, dass die zuvor genannten Nachteile nach Möglichkeit vermieden werden. Insbesondere soll dabei erreicht werden, dass der Energieumsatz innerhalb des Überspannungsableiters beim Ableiten des Stoßstromes möglichst gering ist, wobei ein Netzfolgestrom möglichst schnell gelöscht oder das Auftreten eines Netzfolgestroms verhindert werden soll. The present invention is therefore based on the object to further develop a surge arrester described above such that the aforementioned disadvantages are avoided as far as possible. In particular, it should be achieved that the energy conversion within the surge arrester when deriving the surge current is as low as possible, a net follow current should be deleted as quickly as possible or the occurrence of a network follow current should be prevented.

Diese Aufgabe ist bei dem eingangs beschriebenen Überspannungsableiter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Lichtbogenbrennkammer einen inneren Bereich und mindestens ein Expansionsbereich aufweist, in den sich der Lichtbogen nach dem Zünden ausbreiten kann. Der innere Bereich ist zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Elektroden angeordnet und von den Stirnseiten der beiden Elektroden axial begrenzt, wobei der mindestens eine Expansionsbereich an eine Längsseite des inneren Bereichs angrenzt und zumindest zwei Seitenwände des Expansionsbereichs zumindest teilweise aus isolierenden Material bestehen. This object is achieved in the surge arrester described above with the features of claim 1, characterized in that the arc combustion chamber has an inner region and at least one expansion region, in which the arc can propagate after ignition. The inner region is disposed between the two opposing electrodes and axially bounded by the end faces of the two electrodes, wherein the at least one expansion region adjacent to a longitudinal side of the inner region and at least two side walls of the expansion region at least partially made of insulating material.

Im Unterschied zu dem aus der DE 103 38 835 A1 bekannten Überspannungsableiter, bei dem die Lichtbogenbrennkammer nur zwischen den einander gegenüberliegenden Stirnseiten der Elektroden ausgebildet und im Wesentlichen zylinderförmig geschlossen ist, also nur einen ”inneren Bereich“ aufweist, weist bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsableiter die Lichtbogenbrennkammer zusätzlich noch mindestens einen Expansionsbereich auf, in den sich der Lichtbogen auszubreiten kann. Die Lichtbogenbrennkammer weist somit ein wesentlich größeres Volumen auf, wobei sich der Lichtbogen nicht nur in axialer Richtung der Lichtbogenbrennkammer sondern auch senkrecht zur Achse der Lichtbogenbrennkammer, d.h. senkrecht zur Verbindungslinie zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Elektroden ausbreiten kann. Dadurch kann sich der Lichtbogen in Abhängigkeit von der momentanen Stromstärke des abzuleitenden Stoßstromes so ausdehnen, dass er die jeweils energetisch günstigste Form annimmt, so dass die Lichtbogenspannung bei einem Anstieg der Amplitude des Stoßstromes nicht oder nur relativ gering ansteigt. Es wird so eine näherungsweise Linearisierung der Lichtbogenspannung während des Ableitvorgangs erreicht, wobei durch den gewählten relativ großen axialen Abstand zwischen den Stirnseiten der beiden Elektroden und die Ausgestaltung der Lichtbogenbrennkammer erreicht wird, dass die Lichtbogenspannung oberhalb der erwarteten Netzspannung liegt. Unlike the one from the DE 103 38 835 A1 known surge arrester, in which the arc combustion chamber is formed only between the opposite end faces of the electrodes and substantially cylindrical closed, that has only an "inner area", in the surge arrester according to the invention, the arc combustion chamber additionally at least one expansion area, in which the Can spread arc. The arc combustion chamber thus has a much larger volume, wherein the arc is not only in the axial direction of the Arc combustion chamber but also perpendicular to the axis of the arc combustion chamber, that can propagate perpendicular to the connecting line between the two opposing electrodes. As a result, the arc can expand depending on the instantaneous current strength of the surge current to be derived so that it adopts the most energetically most favorable form, so that the arc voltage does not rise or only relatively low with an increase in the amplitude of the surge current. It is thus achieved an approximately linearization of the arc voltage during the Ableitvorgangs, which is achieved by the chosen relatively large axial distance between the end faces of the two electrodes and the design of the arc combustion chamber, that the arc voltage is above the expected mains voltage.

Beim Ableiten eines Stoßstromes über die gezündete Funkenstrecke führt ein anstehender Lichtbogen normalerweise dazu, dass von dem die Lichtbogenbrennkammer umgebenden Isolierstoff Gas abgegeben wird, was zu einer Kühlung des Lichtbogens und damit zu einem Anstieg der Lichtbogenspannung führt. Dadurch, dass bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsableiter die Lichtbogenbrennkammer neben einem schmalen inneren Bereich noch mindestens einen angrenzenden Expansionsbereich aufweist, hat der Lichtbogen die Möglichkeit, sich in diesen Expansionsbereich auszubreiten, was zu einer Vergrößerung des den Lichtbogen umgebenden Volumens und damit zu einer geringeren Kühlung des Lichtbogens führt. Dies führt wiederum zu einer geringeren Erhöhung der Lichtbogenspannung, was zu der gewollten Verringerung des Energieumsatzes innerhalb der Lichtbogenbrennkammer des Überspannungsableiters führt. Da sich gleichzeitig die von dem Lichtbogen abgegebene Energie nicht mehr nur noch auf das Volumen des inneren Bereichs der Lichtbogenbrennkammer sondern auf ein um das Volumen des Expansionsbereichs vergrößertes Volumen verteilt, führt dies zu einer weiter verringerten Belastung und damit auch zu einer geringeren Schädigung des die Lichtbogenbrennkammer zumindest teilweise umgebenden isolierenden Materials bzw. der aus isolierendem Material bestehenden Seitenwände. When dissipating a surge current across the ignited spark gap, a pending arc will normally cause gas to be released from the insulating material surrounding the arc chamber, resulting in cooling of the arc and thus an increase in arc voltage. The fact that in the surge arrester according to the invention, the arc combustion chamber next to a narrow inner region still has at least one adjacent expansion area, the arc has the opportunity to spread in this expansion area, resulting in an increase of the arc surrounding volume and thus to a lower cooling of the arc leads. This in turn leads to a lower increase in the arc voltage, which leads to the desired reduction in energy expenditure within the arc combustion chamber of the surge arrester. At the same time, the energy emitted by the arc is no longer distributed only to the volume of the inner region of the arc combustion chamber but to a volume increased by the volume of the expansion region, which leads to a further reduced load and thus also to a lesser damage to the arc combustion chamber at least partially surrounding insulating material or consisting of insulating material side walls.

Durch die Ausbildung der Lichtbogenbrennkammer mit mindestens einem Expansionsbereich, in den sich der Lichtbogen ausbreiten kann, wobei zumindest zwei Seitenwände des Expansionsbereichs zumindest teilweise aus isolierenden Material bestehen, wird ein von isolierendem Material begrenzter Isolierspalt gebildet, der senkrecht zur Verbindungslinie zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Elektroden eine wesentliche Erstreckung aufweist, wobei diese Erstreckung vorzugsweise wesentlich größer als die entsprechende Erstreckung der Stirnseiten der beiden Elektroden ist. By forming the arc combustion chamber with at least one expansion region into which the arc can propagate, wherein at least two sidewalls of the expansion region consist at least partially of insulating material, an isolating gap is formed, which is limited by insulating material and perpendicular to the connecting line between the two opposing electrodes has a substantial extent, wherein this extension is preferably substantially larger than the corresponding extent of the end faces of the two electrodes.

Gemäß einer Variante der Erfindung weist die Lichtbogenbrennkammer zwei Expansionsbereiche auf, die an zwei gegenüberliegenden Längsseiten des inneren Bereichs angrenzen, d. h. auf beiden Längsseiten des inneren Bereichs schließt sich ein Expansionsbereich an. Der Lichtbogen hat somit die Möglichkeit, sich wahlweise in einen der beiden Expansionsbereiche auszubreiten. Daneben besteht auch die Möglichkeit, dass sich der Lichtbogen auf beide Expansionsbereiche aufteilt. Weist die Lichtbogenbrennkammer zwei Expansionsbereiche auf, so haben die beiden Expansionsbereiche vorzugsweise im Wesentlichen gleiche Abmessungen, so dass der innere Bereich im Wesentlichen mittig in der Lichtbogenbrennkammer angeordnet ist. Eine derart symmetrische Ausgestaltung der Lichtbogenbrennkammer, bei der die beiden einander gegenüberliegenden Elektroden in der Mitte der Lichtbogenbrennkammer und damit auch mittig zwischen dem durch die beiden Expansionsbereiche und den inneren Bereich gebildeten Isolierspalt angeordnet sind, führt zu einer besonders guten Linearisierung der Lichtbogenspannung und damit zu einem verringerten Energieumsatz innerhalb der Lichtbogenbrennkammer. According to a variant of the invention, the arc combustion chamber has two expansion regions adjoining two opposite longitudinal sides of the inner region, i. H. on both long sides of the inner area an expansion area follows. The arc thus has the opportunity to expand into one of the two expansion areas. In addition, there is also the possibility that the arc is divided into both expansion areas. If the arc combustion chamber has two expansion regions, the two expansion regions preferably have substantially the same dimensions, so that the inner region is arranged substantially centrally in the arc combustion chamber. Such a symmetrical design of the arc combustion chamber, in which the two opposing electrodes are arranged in the middle of the arc combustion chamber and thus also centrally between the insulating gap formed by the two expansion regions and the inner region, leads to a particularly good linearization of the arc voltage and thus to a reduced energy turnover within the arc combustion chamber.

Gemäß einer alternativen Variante der Erfindung weist die Lichtbogenbrennkammer nur einen Expansionsbereich auf, der nur an eine Längsseite des inneren Bereichs angrenzt. Die dem Expansionsbereich gegenüberliegende Längsseite des inneren Bereichs ist dagegen geschlossen, so dass sich der Lichtbogen nur in eine Richtung ausbreiten kann. Mit dieser Variante der Erfindung, bei der die beiden Elektroden an einer Seite der Lichtbogenbrennkammer angeordnet sind, ist eine kompakte Bauform des Überspannungsableiters erreichbar. According to an alternative variant of the invention, the arc combustion chamber has only an expansion region which adjoins only one longitudinal side of the inner region. On the other hand, the longitudinal side of the inner area opposite the expansion area is closed so that the arc can propagate only in one direction. With this variant of the invention, in which the two electrodes are arranged on one side of the arc combustion chamber, a compact design of the surge arrester can be achieved.

Damit sich der Lichtbogen nach dem Zünden der Funkenstrecke und während des Ableitens des Stoßstromes derart ausbreiten bzw. aufweiten kann, dass er möglichst in seinem Energieminimum brennt, weist der Expansionsbereich vorzugsweise eine Höhe H auf, die größer als die Höhe h des inneren Bereichs und damit auch größer als die entsprechende Erstreckung der Stirnseiten der Elektroden ist. Vorzugsweise ist die Höhe H des Expansionsbereichs mindestens doppelt so groß, insbesondere mindestens 3-mal so groß wie die Höhe h des inneren Bereichs. So that the arc after ignition of the spark gap and during the dissipation of the surge current can spread or expand so that it burns as possible in its energy minimum, the expansion region preferably has a height H, which is greater than the height h of the inner region and thus also larger than the corresponding extent of the end faces of the electrodes. Preferably, the height H of the expansion region is at least twice as large, in particular at least 3 times as large as the height h of the inner region.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Expansionsbereich eine Länge L auf, die größer als die Länge l des inneren Bereichs ist, d. h. die Länge L des Expansionsbereichs ist größer als der Abstand zwischen den Stirnseiten der beiden Elektroden. Mindestens eine Elektrode rangt dann nicht nur mit ihrer Stirnseite sondern mit einer entsprechenden Länge in die Lichtbogenbrennkammer hinein, so dass die Elektrode mit einer ihrer Längsseiten an den Expansionsbereich angrenzt. Vorzugsweise ist auch hierbei eine symmetrische Anordnung der Elektroden in der Lichtbogenbrennkammer realisiert, so dass beide Elektroden gleich weit in die Lichtbogenbrennkammer hineinragen. Hierdurch besteht die Möglichkeit, dass die Fußpunkte des Lichtbogens nach dem Zünden auf der Längsseite beider Elektroden nach außen wandern. Hierdurch verlängert sich die Länge des Lichtbogens, was zu einer Erhöhung der Lichtbogenspannung führt. Da der Lichtbogen jedoch gleichzeitig aus dem engen inneren Bereich herauswandert, wird eine Einengung des Lichtbogens vermieden, was ansonsten ebenfalls zu einer Erhöhung der Lichtbogenspannung führen würde. Im Endeffekt kann sich der Lichtbogen so stark in den Expansionsbereich ausweiten, in dem der Lichtbogen aufgrund des größeren Volumens weniger stark gekühlt wird, dass der Lichtbogen seine energetisch günstigste Form annimmt, so dass im Ergebnis die Lichtbogenspannung näherungsweise konstant bleibt. According to a further advantageous embodiment of the invention, the expansion region has a length L which is greater than the length l of the inner region, ie the length L of the expansion region is greater than the distance between the end faces of the two electrodes. At least one electrode then strikes not only with its end face but with a corresponding length in the arc combustion chamber, so that the electrode with one of its longitudinal sides of the Expansion area adjacent. Preferably, in this case too, a symmetrical arrangement of the electrodes in the arc combustion chamber is realized, so that both electrodes protrude equally far into the arc combustion chamber. This makes it possible for the base points of the arc to move outward on the longitudinal side of both electrodes after ignition. This lengthens the length of the arc, which leads to an increase in the arc voltage. However, since the arc simultaneously moves out of the narrow inner area, a narrowing of the arc is avoided, which would otherwise also lead to an increase in the arc voltage. In the end, the arc can expand so much into the expansion range, in which the arc is less strongly cooled due to the larger volume that the arc assumes its energetically most favorable form, so that as a result, the arc voltage remains approximately constant.

Insgesamt gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, wie die Lichtbogenbrennkammer konstruktiv und geometrisch ausgestaltet werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Expansionsbereich dabei so ausgebildet, dass er sich im Querschnitt vom inneren Bereich nach außen erweitert. Der Expansionsbereich weist somit in dem Bereich, in dem er an den inneren Bereich der Lichtbogenbrennkammer angrenzt, eine geringere Breite, d. h. eine geringere Erstreckung senkrecht zur Verbindungslinie zwischen den beiden Elektroden auf, als in einem vom inneren Bereich beabstandeten Bereich. Die Erweiterung des Expansionsbereichs kann dabei linear verlaufen, so dass der Expansionsbereich einen etwas V-förmigen Querschnitt aufweist, oder nicht linear, beispielsweise bogenförmig oder auch stufenförmig. Overall, there are a variety of ways that the arc combustion chamber can be designed constructively and geometrically. According to a preferred embodiment, the expansion region is designed so that it widens outwards in cross-section from the inner region. The expansion region thus has a smaller width in the region in which it adjoins the inner region of the arc combustion chamber, i. H. a smaller extent perpendicular to the connecting line between the two electrodes, as in an area spaced from the inner region. The expansion of the expansion region may be linear, so that the expansion region has a somewhat V-shaped cross section, or non-linear, for example, arcuate or stepped.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Seitenwände des Expansionsbereich derart ausgebildet, dass der Expansionsbereich einen Bereich aufweist, in dem der Abstand zwischen den Seitenwänden verringert ist, d. h. der Expansionsbereich weist eine Engstelle auf. Hierdurch wird der Lichtbogen stärker eingeengt und durch die benachbarten Seitenwände stärker gekühlt, wenn er durch die Engstelle verläuft. Ist die Engstelle auf einen kleinen Bereich beschränkt, der nur eine begrenzte Höhe aufweist, so wird der Lichtbogen dazu neigen, außerhalb der Engstelle zu verlaufen, um eine Einengung und damit eine stärkere Kühlung zu vermeiden. Die Engstelle ist dabei vorzugsweise in axialer Richtung gesehen mittig zwischen den beiden Elektroden angeordnet, so dass es zu einer symmetrischen Aufweitung des Lichtbogens kommt. Die zuvor beschriebene Engstelle kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Seitenwände des Expansionsbereichs zumindest teilweise ballig ausgebildet sind, so dass der Expansionsbereich zumindest bereichsweise einen konkaven Querschnitt hat. According to a further preferred embodiment of the invention, the side walls of the expansion region are formed such that the expansion region has a region in which the distance between the side walls is reduced, i. H. the expansion area has a bottleneck. As a result, the arc is more concentrated and cooled by the adjacent side walls stronger when it passes through the bottleneck. If the constriction is confined to a small area of only a limited height, the arc will tend to run outside the constriction to avoid constriction and hence more cooling. The constriction is preferably arranged centrally between the two electrodes, as seen in the axial direction, so that a symmetrical widening of the arc occurs. The bottleneck described above can be achieved, for example, in that the side walls of the expansion area are at least partially crowned, so that the expansion area has a concave cross section at least in some areas.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung erstreckt sich der Bereich, in dem der Abstand zwischen den Seitenwänden verringert ist, d. h. die Engstelle, im wesentlichen senkrecht zur Verbindungslinie zwischen den beiden Elektroden und über die ganze Höhe H des Expansionsbereichs. Kommt es zur Zündung der Funkenstrecke, so dass ein Lichtbogen ansteht, so bewirkt der Lichtbogen, dass das angrenzende isolierende Material in der linien- oder bandförmigen Engstelle mehr Gas abgibt, als im angrenzenden Expansionsbereich, in dem der Lichtbogen einen größeren Abstand von den Seitenwänden aufweist. Dadurch kommt es zu zwei entgegengesetzt zueinander gerichteten Gasströmen aus der Engstelle in den angrenzenden Expansionsbereich. Dies führt nach dem Ableitvorgang des Stoßstromes zu einer verstärkten und schnelleren Entionisierung der Engstelle, so dass die Gefahr einer erneuten Zündung der Funkenstrecke bei anstehender Netzspannung verringert wird. According to an alternative embodiment, the area in which the distance between the side walls is reduced, d. H. the constriction, substantially perpendicular to the connecting line between the two electrodes and over the entire height H of the expansion region. If it comes to the ignition of the spark gap, so that an arc is present, the arc causes the adjacent insulating material in the line or ribbon bottleneck emits more gas, as in the adjacent expansion area, in which the arc has a greater distance from the side walls , This results in two oppositely directed gas flows from the bottleneck into the adjacent expansion area. This leads after the discharge of the surge current to an increased and faster deionization of the bottleneck, so that the risk of re-ignition of the spark gap is reduced in pending grid voltage.

Um eine unterschiedliche Kühlung des Lichtbogens innerhalb des Expansionsbereichs zu erreichen, wodurch ebenfalls die Lichtbogenspannung in Richtung einer möglichst konstanten Lichtbogenspannung während des Ableitvorgangs beeinflusst werden kann, ist vorzugsweise vorgesehen, dass zumindest die Seitenwände des Expansionsbereichs zumindest bereichsweise aus einem harten, gasenden Isolierstoff, beispielsweise POM bestehen. In Abhängigkeit von der Geometrie der Lichtbogenbrennkammer, insbesondere des Expansionsbereichs, und der Anordnung von Bereichen der Seitenwände aus gasendem Isolierstoff können somit unterschiedliche Zonen geschaffen werden, in denen der Lichtbogen unterschiedlich stark gekühlt wird. In order to achieve a different cooling of the arc within the expansion region, whereby the arc voltage can also be influenced in the direction of a constant arc voltage during the Ableitvorgangs, it is preferably provided that at least the side walls of the expansion region at least partially from a hard, gas insulating material, such as POM consist. Depending on the geometry of the arc combustion chamber, in particular the expansion region, and the arrangement of areas of the side walls of gaseous insulating material thus different zones can be created in which the arc is cooled to different degrees.

Zur gezielten Beeinflussung der Strömung des heißen ionisierten Gases innerhalb der Lichtbogenbrennkammer, und um ein gezieltes Abströmen des Plasmas aus der Lichtbogenbrennkammer zu ermöglichen, ist gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass in mindestens einer der Seitenwände des Expansionsbereichs mindestens eine Öffnung ausgebildet ist, durch die heißes ionisiertes Gas aus der Lichtbogenbrennkammer ausströmen kann. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass in einer oder auch in beiden Seitenwänden mehrere Öffnungen angeordnet sind, wobei die Öffnungen dann bevorzugt auf einer Linie senkrecht zur Verbindungslinie zwischen den Elektroden angeordnet sind. Durch die Ausbildung der Öffnungen kann der Druck innerhalb der Lichtbogenbrennkammer gezielt verringert werden. Darüber hinaus können durch die Öffnungen zusätzliche Kühleffekte erreicht werden. For selectively influencing the flow of the hot ionized gas within the arc combustion chamber, and to allow a targeted outflow of the plasma from the arc combustion chamber is provided according to an embodiment of the invention that at least one opening is formed in at least one of the side walls of the expansion region through which hot ionized gas can flow out of the arc combustion chamber. Preferably, it is provided that a plurality of openings are arranged in one or in both side walls, wherein the openings are then preferably arranged on a line perpendicular to the connecting line between the electrodes. The formation of the openings, the pressure within the arc combustion chamber can be selectively reduced. In addition, through the openings additional cooling effects can be achieved.

Damit bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsableiter die Ansprechspannung trotz des relativ großen Abstands zwischen den Stirnseiten der beiden Elektroden nicht zu groß ist, ist eine Zündhilfe vorgesehen, durch die die gewünschte Ansprechspannung des Überspannungsableiters gewählt bzw. eingestellt werden kann. Grundsätzlich kann dabei die Zündung der Funkenstrecke auf unterschiedliche Arten erfolgen. So kann beispielsweise eine Zündhilfe vorgesehen sein, die zumindest ein Zündelement und eine Zündelektrode umfasst. Das Zündelement und die Zündelektrode stehen dabei mit der Lichtbogenbrennkammer in Berührung, wobei das Zündelement auf der einen Seite mit der einen Elektrode und auf der anderen Seite mit der Zündelektrode elektrisch leitend verbunden ist. Von ihrem grundsätzlichen Aufbau kann die bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsableiter verwendete Zündhilfe so aufgebaut sein, wie auch die in der DE 103 38 835 A1 beschriebene Zündhilfe aufgebaut ist. Thus, in the surge arrester according to the invention, the response voltage is not too large despite the relatively large distance between the end faces of the two electrodes, a starting aid is provided by which the desired response voltage of the surge arrester can be selected or adjusted. Basically, the ignition of the spark gap can be done in different ways. For example, a starting aid may be provided which comprises at least one ignition element and one ignition electrode. The ignition element and the ignition electrode are in contact with the arc combustion chamber, the ignition element being electrically conductively connected on one side to the one electrode and on the other side to the ignition electrode. From its basic structure, the ignition aid used in the surge arrester according to the invention can be constructed as well as in the DE 103 38 835 A1 described ignition aid is constructed.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die zwischen den beiden Elektroden angeordnete Zündhilfe einen längeren, resistiven, d. h. widerstandsbehafteten Bereich und einen kurzen Isolationsbereich auf, wobei der resistive Bereich auf der einen Seite mit der einen Elektrode und auf der anderen Seite mit dem Isolationsbereich verbunden ist. So muss zur Zündung der Funkenstrecke nur der kurze Isolationsbereich überschlagen werden, während der Lichtbogen nach dem Zünden zwischen den wesentlich weiter voneinander beabstandeten Elektroden brennt. Hierdurch kann der Abstand zwischen den Elektroden so groß gewählt werden, dass die Lichtbogenspannung U_L größer als die erwartete Netzspannung U_N ist, so dass ein Netzfolgestrom schnell gelöscht oder das Auftreten eines Netzfolgestroms sogar ganz verhindert werden kann. According to a preferred embodiment, the ignition aid arranged between the two electrodes has a longer, resistive, ie resistance-afflicted region and a short insulation region, wherein the resistive region is connected on one side to the one electrode and on the other side to the insulation region. Thus, to ignite the spark gap only the short isolation area must be rollover, while the arc burns after the ignition between the much farther spaced apart electrodes. In this way, the distance between the electrodes can be chosen so large that the arc voltage U _{L is} greater than the expected mains voltage U _N , so that a Netzfolgestrom deleted quickly or the occurrence of a network follower can even be completely prevented.

Wenn die Amplitude des abzuleitenden Stoßstromes nach dem Zünden der Funkenstrecke ansteigt, breitet sich der Lichtbogen in den Expansionsbereich aus und das im inneren Bereich entstandene Plasma strömt ebenfalls aus dem kleinen inneren Bereich in den größeren Expansionsbereich. Da sich der Lichtbogen nun innerhalb des größeren Volumens des Expansionsbereichs befindet, ist die kühlende Wirkung der Seitenwände des Expansionsbereichs auf den Lichtbogen geringer, so dass die Lichtbogenspannung nicht weiter ansteigt. Zum Ende des abzuleitenden Stoßstromes, wenn dessen Amplitude wieder abnimmt, reduziert sich sowohl die Beblasung des Lichtbogens aufgrund der von den Isolierstoffwänden abgegebenen Gase als auch der durch den Lichtbogen selber erzeugte Druck innerhalb der Lichtbogenbrennkammer, so dass sich auch die Aufweitung des Lichtbogens verringert. Der Lichtbogen brennt dann wieder näher am inneren Bereich der Lichtbogenbrennkammer, d. h. näher am Zündbereich, wo die Kühlung durch die aus isolierendem Material bestehenden Seitenwände größer ist. Hierdurch kann erreicht werden, dass die Lichtbogenspannung auch am Ende des Ableitvorgangs nicht unter die erwartete Netzspannung fällt. When the amplitude of the surge current to be dissipated increases after the ignition of the spark gap, the arc propagates to the expansion region and the plasma generated in the inner region also flows from the small inner region into the larger expansion region. As the arc is now within the larger volume of the expansion area, the cooling effect of the sidewalls of the expansion area on the arc is less, so that the arc voltage does not increase any further. At the end of the surge current to be derived, when its amplitude decreases again, both the blowing of the arc due to the gases emitted by the insulating walls and the pressure generated by the arc itself within the arc combustion chamber are reduced, so that the expansion of the arc is reduced. The arc then burns closer to the inner region of the arc combustion chamber, d. H. closer to the ignition area, where cooling is greater due to the side walls made of insulating material. In this way it can be achieved that the arc voltage does not fall below the expected mains voltage even at the end of the discharge process.

Insgesamt wird damit ein Überspannungsableiter zur Verfügung gestellt, bei dem der beim Ableiten eines Stoßstromes in der Lichtbogenbrennkammer entstehende Energieumsatz dadurch reduziert ist, dass der Lichtbogen während des Ableitvorgangs stets eine Form einnimmt, die energetisch günstig ist, so dass die Lichtbogenspannung U_L näherungsweise konstant bleibt. Dabei wird durch den relativ großen axialen Abstand zwischen den Stirnseiten der Elektroden und die Ausgestaltung der Lichtbogenbrennkammer erreicht, dass die Lichtbogenspannung U_L stets oberhalb der erwarteten Netzspannung U_N ist, d. h. nicht unter einen Mindestwert fällt. Ein solcher Mindestwert für die Lichtbogenspannung U_L kann beispielsweise im Bereich von 350 V bis 450 V liegen. Bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsableiter kann dies beispielsweise mit einem Abstand a zwischen den Stirnseiten der Elektroden zwischen 5 mm und 20 mm realisiert werden. Overall, a surge arrester is thus provided in which the resulting in deriving a surge current in the arc combustion chamber energy conversion is reduced by the fact that the arc always assumes a form during the Ableitvorgangs, which is energetically favorable, so that the arc voltage U _L remains approximately constant , It is achieved by the relatively large axial distance between the end faces of the electrodes and the design of the arc combustion chamber that the arc voltage U _{L is} always above the expected mains voltage U _N , that does not fall below a minimum value. Such a minimum value for the arc voltage U _L may be in the range from 350 V to 450 V, for example. In the case of the surge arrester according to the invention, this can be achieved, for example, with a distance a between the end faces of the electrodes of between 5 mm and 20 mm.

Im Einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen Überspannungsableiter auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen sowohl auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, als auch auf die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen In particular, there are now a variety of ways to design and develop the surge arrester according to the invention. Reference is made to both the claims subordinate to claim 1, as well as to the following description of preferred embodiments in conjunction with the drawings. In the drawing show

1 eine vereinfachte Darstellung eines Überspannungsableiters, in perspektivischer Darstellung und im Schnitt, 1 a simplified representation of a surge arrester, in perspective and in section,

2 einen Längsschnitt durch einen Überspannungsableiter, 2 a longitudinal section through a surge arrester,

3 einen Querschnitt durch einen Überspannungsableiter, 3 a cross section through a surge arrester,

4 fünf verschiedene Varianten der Lichtbogenbrennkammer eines Überspannungsableiters, 4 five different variants of the arc combustion chamber of a surge arrester,

5 eine vereinfachte Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Überspannungsableiters, im Längsschnitt und von oben, 5 a simplified representation of another embodiment of a surge arrester, in longitudinal section and from above,

6 eine vereinfachte Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Überspannungsableiters, im Längsschnitt, und 6 a simplified representation of another embodiment of a surge arrester, in longitudinal section, and

7 eine Variante des Überspannungsableiters gemäß 6. 7 a variant of the surge arrester according to 6 ,

1 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen Überspannungsableiters 1, einmal eine perspektivischen Darstellung schräg von oben (1a) und einmal eine perspektivische Darstellung schräg von der Seite eines längs aufgeschnittenen Überspannungsableiters 1 (1b). Der Überspannungsableiter 1 weist ein Gehäuse 2 mit zwei einander axial gegenüberliegenden Elektroden 3, 4 und einer im Inneren des Gehäuses 2 ausgebildeten Lichtbogenbrennkammer 5 auf. Die vereinfachte Darstellung des Überspannungsableiters gemäß 1 zeigt dabei nur einen Teil des Gehäuses 2, wobei insbesondere der das Gehäuse 2 nach oben abschließende Gehäuseteil weggelassen ist, so dass ein Blick in die im Inneren des Gehäuses 2 ausgebildete Lichtbogenbrennkammer 5 möglich ist. Neben dem in den Figuren nur schematisch dargestellten Gehäuse 2 kann der Überspannungsableiter 1 zusätzlich auch noch ein Außengehäuse aufweisen, welches beispielsweise aus Stahl besteht, wodurch eine hohe Druckfestigkeit gewährleistet werden kann. 1 shows a simplified representation of a surge arrester according to the invention 1 . once a perspective view obliquely from above ( 1a ) and once a perspective view obliquely from the side of a longitudinally cut surge arrester 1 ( 1b ). The surge arrester 1 has a housing 2 with two axially opposite electrodes 3 . 4 and one inside the case 2 trained arc combustion chamber 5 on. The simplified representation of the surge arrester according to 1 shows only a part of the case 2 in particular, the housing 2 the top-closing housing part is omitted, leaving a view into the inside of the housing 2 trained arc combustion chamber 5 is possible. In addition to the housing shown only schematically in the figures 2 can the surge arrester 1 additionally also have an outer housing, which consists for example of steel, whereby a high pressure resistance can be ensured.

Zwischen den beiden Elektroden 3, 4 ist eine Funkenstrecke ausgebildet, so dass beim Zünden der Funkenstrecke zwischen den beiden Elektroden 3, 4 ein in den 2 bis 7 angedeuteter Lichtbogen 6 entsteht. Um das Auftreten eines Netzfolgestroms zu verhindern oder einen fließenden Netzfolgestrom möglichst schnell zu löschen, ist der axiale Abstand a zwischen den Stirnseiten 3a, 4a der beiden einander gegenüberliegenden Elektroden 3, 4 so groß gewählt, dass die Lichtbogenspannung U_L größer als die erwartete Netzspannung U_N ist. Der Abstand a zwischen den Stirnseiten 3a, 4a der beiden Elektroden 3, 4 kann dabei zwischen 5 mm und 20 mm betragen. Between the two electrodes 3 . 4 a spark gap is formed, so that when igniting the spark gap between the two electrodes 3 . 4 one in the 2 to 7 indicated arc 6 arises. In order to prevent the occurrence of a network follow current or to delete a flowing line follow current as quickly as possible, the axial distance a between the end faces 3a . 4a the two opposing electrodes 3 . 4 chosen so large that the arc voltage U _{L is} greater than the expected mains voltage U _N. The distance a between the end faces 3a . 4a the two electrodes 3 . 4 can be between 5 mm and 20 mm.

Aus den vereinfachten Darstellungen des erfindungsgemäßen Überspannungsableiters 1 ist erkennbar, dass die Lichtbogenbrennkammer 5 einen inneren Bereich 7 und mindestens einen Expansionsbereich 8 aufweist, in den sich ein anstehender Lichtbogen 6 nach dem Zünden ausbreiten kann. Bei den in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen des Überspannungsableiters 1 ist in der Lichtbogenbrennkammer 5 jeweils nur ein Expansionsberiech 8 ausgebildet, während bei den Ausführungsbeispielen gemäß den 5 bis 7 die Lichtbogenbrennkammer 5 zwei Expansionsbereiche 8, 8' aufweist, die an zwei einander gegenüberliegende Längsseiten des inneren Bereichs 7 angrenzen. From the simplified representations of the surge arrester according to the invention 1 it can be seen that the arc combustion chamber 5 an inner area 7 and at least one expansion area 8th has, in which a pending arc 6 can spread after ignition. In the in the 1 to 4 illustrated embodiments of the surge arrester 1 is in the arc combustion chamber 5 only one expansion area each 8th formed while in the embodiments according to the 5 to 7 the arc combustion chamber 5 two expansion areas 8th . 8th' having, on two opposite longitudinal sides of the inner region 7 adjoin.

Wie beispielsweise aus 1b ersichtlich ist, geht der innere Bereich 7 der Lichtbogenbrennkammer 5, der zwischen den beiden Elektroden 3, 4 angeordnet ist und von deren Stirnseiten 3a, 4a axial begrenzt wird, in den wesentlich größeren Expansionsbereich 8 über, d. h. der innere Bereich 7 ist über seine ganze Längsseite und nicht nur über einen schmalen Kanal mit dem Expansionsbereich 8 verbunden. Insgesamt weist die Lichtbogenbrennkammer 5 somit ein wesentlich größeres Volumen auf, als die aus dem Stand der Technik bekannten Überspannungsableiter, bei denen die Lichtbogenbrennkammer in der Regel zylinderförmig ist, wobei der Durchmesser der Lichtbogenbrennkammer in der Regel den Abmessungen der Stirnseiten der Elektroden entspricht. Like, for example 1b it can be seen, the inner area goes 7 the arc combustion chamber 5 that is between the two electrodes 3 . 4 is arranged and from their end faces 3a . 4a axially limited, in the much larger expansion area 8th over, ie the inner area 7 is over its entire longitudinal side and not just a narrow channel with the expansion area 8th connected. Overall, the arc combustion chamber 5 Thus, a much larger volume, as known from the prior art surge, in which the arc combustion chamber is generally cylindrical, wherein the diameter of the arc combustion chamber usually corresponds to the dimensions of the end faces of the electrodes.

Bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsableiter 1 sind zumindest die beiden Seitenwände 9, 10 des Expansionsbereichs 8 zumindest teilweise aus isolierendem Material 11. Vorzugsweise bestehen die Seitenwände insgesamt und darüber hinaus auch die Stirnseiten des Expansionsbereichs 8 aus isolierendem Material, so dass die Lichtbogenbrennkammer 5 insgesamt von isolierendem Material umgeben ist. In the surge arrester according to the invention 1 are at least the two side walls 9 . 10 of the expansion area 8th at least partially made of insulating material 11 , Preferably, the side walls as a whole and beyond also the end faces of the expansion area 8th made of insulating material, so that the arc combustion chamber 5 surrounded by insulating material.

In 2 ist schematisch dargestellt, dass sich bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsableiter 1 der Lichtbogen 6 in Abhängigkeit von der momentanen Stromstärke des abzuleitenden Stoßstromes unterschiedlich weit in den Expansionsbereich 8 der Lichtbogenbrennkammer 5 ausbreiten kann. Je größer die Amplitude des Stoßstromes ist, desto weiter wird sich dabei der Lichtbogen 6 in der Regel in den Expansionsbereich 8 der Lichtbogenbrennkammer 5 hinein ausbreiten. Dies wird dadurch ermöglicht, dass die Lichtbogenbrennkammer 5 nicht auf den inneren Bereich 7 zwischen den beiden Elektroden 3, 4 beschränkt ist, sondern mit dem Expansionsbereich 8 einen zusätzlichen, großen Bereich aufweist, der sich senkrecht zur Verbindungslinie zwischen den beiden Elektroden 3, 4 erstreckt, wodurch insgesamt ein relativ großvolumiger Isolierspalt bzw. Isolierraum für den Lichtbogen 6 zur Verfügung gestellt wird. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, dass sich der Lichtbogen 6 stets so innerhalb der Lichtbogenbrennkammer 5 ausbreitet, dass er eine energetisch möglichst günstige Form annimmt, so dass die Lichtbogenspannung bei einem Anstieg der Amplitude des Stoßstromes nicht oder nur relativ gering ansteigt. Damit wird eine Linearisierung der Lichtbogenspannung während des Ableitvorgangs erreicht, so dass auch der Energieumsatz innerhalb der Lichtbogenbrennkammer 5 möglichst gering ist. In 2 is shown schematically that in the surge arrester according to the invention 1 the arc 6 as a function of the instantaneous current strength of the surge current to be dissipated, varying widely in the expansion range 8th the arc combustion chamber 5 can spread. The larger the amplitude of the surge current, the further the arc will be 6 usually in the expansion area 8th the arc combustion chamber 5 spread out into it. This is made possible by the fact that the arc combustion chamber 5 not on the inner area 7 between the two electrodes 3 . 4 is limited, but with the expansion area 8th an additional, large area extending perpendicular to the connecting line between the two electrodes 3 . 4 extends, creating a total of a relatively large insulating gap or insulation space for the arc 6 is made available. This creates the possibility that the arc 6 always so inside the arc combustion chamber 5 propagates that it takes an energetically most favorable form, so that the arc voltage does not rise or only relatively small with an increase in the amplitude of the surge current. Thus, a linearization of the arc voltage is achieved during the discharge process, so that the energy conversion within the arc combustion chamber 5 as low as possible.

Wie darüber hinaus insbesondere aus den 2 und 3 auch ersichtlich ist, weist der Expansionsbereich 8 eine Höhe H auf, die wesentlich größer als die Höhe h des inneren Bereichs 7 der Lichtbogenbrennkammer 5 ist. Außerdem weist gemäß den 1 und 2 der Expansionsbereich 8 eine Länge L auf, die größer als die Länge l des inneren Bereichs 7 ist, wobei die Länge l des inneren Bereichs dem Abstand a zwischen den Stirnseiten 3a, 4a der beiden Elektroden 3, 4 entspricht. Die beiden Elektroden 3, 4 ragen somit nicht nur mit ihren Stirnseiten 3a, 4a sondern mit einer entsprechenden Länge in die Lichtbogenbrennkammer 5 hinein, so dass die beiden Elektroden 3, 4 mit ihrer – in den Figuren oberen – Längsseite an den Expansionsbereich 8 angrenzen. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, dass die Fußpunkte des Lichtbogens 6 – wie in 2 dargestellt – nach dem Zünden auf der Längsseite der beiden Elektroden 3, 4 nach außen wandern. As well as in particular from the 2 and 3 also can be seen, indicates the expansion area 8th a height H on which is substantially greater than the height h of the inner region 7 the arc combustion chamber 5 is. In addition, according to the 1 and 2 the expansion area 8th a length L greater than the length l of the inner region 7 is, wherein the length l of the inner region of the distance a between the end faces 3a . 4a the two electrodes 3 . 4 equivalent. The two electrodes 3 . 4 So they do not just stick out with their faces 3a . 4a but with an appropriate length in the arc combustion chamber 5 into it, so that the two electrodes 3 . 4 with her - in the Figures upper - long side to the expansion area 8th adjoin. This creates the possibility that the foot points of the arc 6 - as in 2 shown - after ignition on the long side of the two electrodes 3 . 4 wander to the outside.

In 4 sind verschiedene Varianten der Lichtbogenbrennkammer 5 im Querschnitt dargestellt, die sich durch die Ausgestaltung des Expansionsbereichs 8 bzw. die Ausbildung der Seitenwände 9, 10 des Expansionsbereichs 8 voneinander unterscheiden. Bei den Varianten gemäß den 4a bis 4d weist der Expansionsbereich 8 jeweils im oberen Bereich eine größere Breite als im unteren Bereich auf. Die Erweiterung des Expansionsbereichs 8 kann dabei linear verlaufen (4a), so dass der Expansionsbereich 8 einen etwa Vförmigen Querschnitt aufweist. Daneben ist auch ein bogenförmiger (4b und 4c) oder ein stufenförmiger (Fig. d) Verlauf der Seitenwände 9, 10 möglich. Die beiden Ausführungsvarianten gemäß den 4b und 4c unterscheiden sich dabei dadurch, dass der Expansionsbereich 8 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4b etwas oberhalb des inneren Bereichs 7 einen Bereich 12 aufweist, in dem der Abstand zwischen den Seitenwänden 9, 10 des Expansionsbereichs 8 verringert ist, während sich der Expansionsbereich 8 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4c vom inneren Bereich 7 bis zu seinem oberen Rand kontinuierlich erweitert. In 4 are different variants of the arc combustion chamber 5 shown in cross-section, characterized by the configuration of the expansion area 8th or the formation of the side walls 9 . 10 of the expansion area 8th differ from each other. At variants according to 4a to 4d indicates the expansion area 8th each at the top of a greater width than in the lower area. The extension of the expansion area 8th can be linear ( 4a ), so the expansion area 8th has an approximately V-shaped cross-section. In addition, a curved ( 4b and 4c ) or a stepped (Fig. d) course of the side walls 9 . 10 possible. The two variants according to the 4b and 4c differ in that the expansion area 8th in the embodiment according to 4b slightly above the inner area 7 an area 12 in which the distance between the side walls 9 . 10 of the expansion area 8th is reduced while the expansion area 8th in the embodiment according to 4c from the inner area 7 continuously extended to its upper edge.

4e zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem sich der Expansionsbereich 8 im Querschnitt vom inneren Bereich 7 zu seinem oberen Ende hin verringert. Da auch bei diesem Ausführungsbeispiel der Expansionsbereich 8 eine größere Länge L als der innere Bereich 7 aufweist, ermöglicht auch eine derartige Ausgestaltung des Expansionsbereichs 8 bzw. der Lichtbogenbrennkammer 5 eine Aufweitung des Lichtbogens 6 bei einem Anstieg des abzuleitenden Stoßstromes. Der im oberen Teil des Expansionsbereich 8 realisierte geringere Abstand der beiden Seitenwände 9, 10 zueinander führt in diesem Bereich zu einer stärkeren Kühlung eines Lichtbogens 6, was einer weiteren Aufweitung des Lichtbogens 6 entgegenwirkt. Hierdurch wird eine zu große Verlängerung eines Lichtbogens 6, was mit einer Erhöhung der Lichtbogenspannung verbunden ist, verhindert. 4e shows an embodiment in which the expansion area 8th in cross-section from the inner area 7 reduced to its upper end. As in this embodiment, the expansion area 8th a longer length L than the inner area 7 also allows such a configuration of the expansion area 8th or the arc combustion chamber 5 a widening of the arc 6 at an increase of the derived surge current. The one in the upper part of the expansion area 8th realized smaller distance between the two side walls 9 . 10 To each other in this area leads to a stronger cooling of an arc 6 , causing a further expansion of the arc 6 counteracts. This will be too long extension of an arc 6 , which is associated with an increase in the arc voltage prevented.

Im Endeffekt bieten die in den Figuren dargestellten verschiedenen geometrischen Ausgestaltungen der Lichtbogenbrennkammer 5 alle die Möglichkeit, dass sich ein Lichtbogen 6 so in den Expansionsbereich 8 ausbreitet, dass er seine energetisch günstigste Form annimmt, so dass die Lichtbogenspannung auch bei einem Anstieg der Amplitude des abzuleitenden Stoßstromes näherungsweise konstant bleibt. Durch geeignete Dimensionierung der Lichtbogenbrennkammer 5, insbesondere durch eine entsprechende Wahl des axialen Abstands a zwischen den Stirnseiten 3a, 4a der beiden Elektroden 3, 4 kann dabei erreicht werden, dass die Lichtbogenspannung U_L stets etwas oberhalb der erwarteten Netzspannung U_N ist. In the end, the various geometric configurations shown in the figures provide the arc combustion chamber 5 all the possibility of getting an arc 6 so in the expansion area 8th spreads that he assumes its energetically most favorable form, so that the arc voltage remains approximately constant even with an increase in the amplitude of the surge current to be derived. By suitable dimensioning of the arc combustion chamber 5 , In particular by an appropriate choice of the axial distance a between the end faces 3a . 4a the two electrodes 3 . 4 can be achieved that the arc voltage U _{L is} always slightly above the expected mains voltage U _N.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 erstreckt sich der Bereich 12, in dem der Abstand zwischen den Seitenwänden 9, 10 des Expansionsbereichs 8 verringert ist, senkrecht zur Verbindungslinie zwischen den beiden Elektroden 3, 4 und über die gesamte Höhe der beiden Expansionsbereiche 8, 8’ bzw. der Lichtbogenbrennkammer 5. Der linien- oder bandförmige Bereich 12, der eine Engstelle für den Lichtbogen 6 darstellt, ist dabei mittig zwischen den Stirnseiten 3a, 4a der beiden Elektroden 3, 4 ausgebildet. Der geringere Abstand eines Lichtbogens 6 von den beiden Seitenwänden 9, 10 im Bereich 12, d.h. innerhalb der Engstelle, führt dazu, dass die Seitenwände 9, 10 im Bereich 12 mehr Gas abgeben als im angrenzenden Expansionsbereich 8, in dem der Lichtbogen 6 einen größeren Abstand von den Seitenwänden 9, 10 aufweist. Dies führt zu zwei – in 5a mit Pfeilen angedeuteten – entgegengesetzt zueinander gerichteten Gasströmen 13 aus der Engstelle 12 in den angrenzenden Expansionsbereich 8. Die beiden Gasströme 13 führen nach dem Ableitvorgang des Stoßstromes zu einer verstärkten und schnelleren Entionisierung des Bereichs 12, so dass die Gefahr einer erneuten Zündung der Funkenstrecke bei anstehender Netzspannung verringert wird. In the embodiment according to 5 the area extends 12 in which the distance between the side walls 9 . 10 of the expansion area 8th is reduced, perpendicular to the connecting line between the two electrodes 3 . 4 and over the entire height of the two expansion areas 8th . 8th' or the arc combustion chamber 5 , The linear or band-shaped area 12 , which is a bottleneck for the arc 6 represents, is in the middle between the end faces 3a . 4a the two electrodes 3 . 4 educated. The shorter distance of an arc 6 from the two side walls 9 . 10 in the area 12 , ie within the bottleneck, causes the side walls 9 . 10 in the area 12 release more gas than in the adjacent expansion area 8th in which the arc 6 a greater distance from the side walls 9 . 10 having. This leads to two - in 5a indicated by arrows - oppositely directed gas flows 13 from the bottleneck 12 in the adjacent expansion area 8th , The two gas streams 13 lead after the discharge of the surge current to an increased and faster deionization of the area 12 , so that the risk of re-ignition of the spark gap is reduced in pending mains voltage.

Bei den beiden Ausführungsvarianten des Überspannungsableiters 1 bzw. der Lichtbogenbrennkammer 5 gemäß den 6 und 7 weist die Lichtbogenbrennkammer 5 zwei Expansionsbereiche 8, 8' aufweist, die an zwei einander gegenüberliegende Längsseiten des inneren Bereichs 7 angrenzen. Die beiden Elektroden 3, 4 sind dabei mittig in der Lichtbogenbrennkammer 5 angeordnet, so dass die beiden Expansionsbereiche 8, 8' gleiche Abmessungen aufweisen und symmetrisch zum inneren Bereich 7 angeordnet sind. In the two variants of the surge arrester 1 or the arc combustion chamber 5 according to the 6 and 7 indicates the arc combustion chamber 5 two expansion areas 8th . 8th' having, on two opposite longitudinal sides of the inner region 7 adjoin. The two electrodes 3 . 4 are in the middle in the arc combustion chamber 5 arranged so that the two expansion areas 8th . 8th' have the same dimensions and symmetrical to the inner region 7 are arranged.

Um eine gezielte Beeinflussung der Strömung des heißen ionisierten Gases innerhalb der Lichtbogenbrennkammer 5 und ein gezieltes Abströmen des Plasmas aus der Lichtbogenbrennkammer 5 zu ermöglichen, sind bei der Ausführungsvariante gemäß 7 in den Seitenwänden 9, 10 sowohl des inneren Bereichs 7 als auch der Expansionsbereiche 8, 8’ Öffnungen 14 ausgebildet, durch die heißes ionisiertes Gas aus der Lichtbogenbrennkammer 5 ausströmen kann. Durch die Ausbildung der Öffnungen 14 kann darüber hinaus der Druck innerhalb der Lichtbogenbrennkammer 5 gezielt verringert bzw. eingestellt werden. Außerdem können durch die Ausbildung der Öffnungen 14 und die dadurch entstehenden Gasströme zusätzliche Kühleffekte erzielt werden. To specifically influence the flow of the hot ionized gas within the arc combustion chamber 5 and a targeted outflow of the plasma from the arc combustion chamber 5 to allow, are in the embodiment according to 7 in the side walls 9 . 10 both of the inner area 7 as well as the expansion areas 8th . 8th' openings 14 formed by the hot ionized gas from the arc combustion chamber 5 can flow out. By the formation of the openings 14 In addition, the pressure inside the arc combustion chamber can be 5 can be selectively reduced or adjusted. In addition, by the formation of the openings 14 and the resulting gas streams additional cooling effects can be achieved.

Da bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsableiter 1 der Abstand a zwischen den Stirnseiten 3a, 4a der beiden Elektroden 3, 4 so groß gewählt ist, dass die Lichtbogenspannung U_L größer als die erwartete Netzspannung U_N ist, ist im Bereich der Lichtbogenbrennkammer 5 eine Zündhilfe vorgesehen, durch die die gewünschte Ansprechspannung des Überspannungsableiters 1 eingestellt werden kann. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Zündhilfe aus einem resistiven Bereich 15 und einem kurzen Isolationsbereich 16, wobei der resistive Bereich 15 auf der einen Seite mit der einen Elektrode 4 und auf der anderen Seite mit dem Isolationsbereich 16 verbunden ist. Darüber hinaus können jedoch auch andere Arten von – für sich aus dem Stand der Technik – bekannten Zündhilfen eingesetzt werden, die zu einer Zündung des Überspannungsableiters 1 bei der gewünschten Ansprechspannung führen. As in the surge arrester according to the invention 1 the distance a between the end faces 3a . 4a the two electrodes 3 . 4 is chosen so large that the arc voltage U _{L is} greater than the expected mains voltage U _N , is in the range of the arc combustion chamber 5 provided an ignition aid, through which the desired operating voltage of the surge arrester 1 can be adjusted. At the in 1 illustrated embodiment, the ignition aid consists of a resistive region 15 and a short isolation area 16 , where the resistive area 15 on one side with the one electrode 4 and on the other side with the isolation area 16 connected is. In addition, however, other types of - known from the prior art - ignition can be used, which leads to an ignition of the surge arrester 1 at the desired operating voltage.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10338835 A1 [0010, 0011, 0012, 0016, 0028]

Claims

Surge arrester for use in the supply of low-voltage networks, with a housing ( 2 ), with two axially opposite electrodes ( 3 . 4 ), with one inside the housing ( 2 ) formed arc combustion chamber ( 5 ) and with a starting aid, whereby between the two electrodes ( 3 . 4 ) a spark gap is formed, so that when igniting the spark gap between the two electrodes ( 3 . 4 ) an arc ( 6 ), and wherein the axial distance a between the end faces ( 3a . 4a ) of the two electrodes ( 3 . 4 ) is chosen so large that the arc voltage U _{L is} greater than the expected mains voltage U _N , characterized in that the arc combustion chamber ( 5 ) an inner area ( 7 ) and at least one expansion area ( 8th ), in which the arc ( 6 ) after ignition, the inner region ( 7 ) between the two opposing electrodes ( 3 . 4 ) is arranged and from the end faces ( 3a . 4a ) of the two electrodes ( 3 . 4 ) is axially limited, and wherein the at least one expansion region ( 8th ) on a longitudinal side of the inner region ( 7 ) and at least two side walls ( 9 . 10 ) of the expansion area ( 8th ) at least partially made of insulating material ( 11 ) consist.

Surge arrester according to claim 1, characterized in that the arc combustion chamber ( 5 ) two expansion areas ( 8th . 8th' ) located on two opposite longitudinal sides of the inner region ( 7 ), whereby the expansion areas ( 8th . 8th' ) preferably have substantially the same dimensions, so that the inner region ( 7 ) substantially in the middle of the arc combustion chamber ( 5 ) is arranged.

Surge arrester according to claim 1, characterized in that the arc combustion chamber ( 5 ) an expansion area ( 8th ), which on a longitudinal side of the inner region ( 7 ), whereby the expansion area ( 8th ) opposite longitudinal side of the inner region ( 7 ) closed is.

Surge arrester according to one of claims 1 to 3, characterized in that the expansion area ( 8th ) has a height H that is greater than the height h of the inner region ( 7 ).

Surge arrester according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the expansion region ( 8th ) has a length L which is greater than the length l of the inner region ( 7 ), wherein at least one electrode ( 3 . 4 ) with one of its longitudinal sides to the expansion area ( 8th ) adjoins.

Surge arrester according to one of claims 1 to 5, characterized in that the expansion area ( 8th ) in cross-section from the inner area ( 7 ) expanded to the outside.

Surge arrester according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the side walls ( 9 . 10 ) of the expansion area ( 8th ) are formed such that the expansion area ( 8th ) an area ( 12 ), in which the distance between the side walls ( 9 . 10 ) is reduced.

Surge arrester according to Claim 7, characterized in that the range ( 12 ), in which the distance between the side walls ( 9 . 10 ) is substantially perpendicular to the line connecting the two electrodes ( 3 . 4 ) and over the whole height H of the expansion area ( 8th ), wherein the line or band-shaped area ( 12 ) preferably centrally between the end faces ( 3a . 4a ) of the two electrodes ( 3 . 4 ) is trained.

Surge arrester according to one of claims 1 to 7, characterized in that the side walls ( 9 . 10 ) of the expansion area ( 8th ) are formed at least partially spherical, so that the expansion area ( 8th ) at least partially has a concave cross-section.

Surge arrester according to one of claims 1 to 9, characterized in that in at least one of the side walls ( 9 . 10 ) of the expansion area ( 8th ) at least one opening ( 14 ) is formed by the hot ionized gas from the arc combustion chamber ( 5 ) can flow out.

Surge arrester according to one of claims 1 to 10, characterized in that the side walls ( 9 . 10 ) of the expansion area ( 8th ) consist at least partially of a hard, gas insulating material, such as POM.

Surge arrester according to one of Claims 1 to 11, characterized in that the starting aid has a resistive region ( 15 ) and a short isolation area ( 16 ), wherein the resitive region ( 15 ) on one side with the one electrode ( 4 ) and on the other side with the isolation area ( 16 ) connected is.

Surge arrester according to one of Claims 1 to 12, characterized in that the side walls ( 9 . 10 ) of the expansion area ( 8th ) and the inner region of the arc combustion chamber ( 5 ) except in the area of the ignition aid of insulating material ( 11 ) consist.